Question

水煤氣是一種燃料．已知下列熱化學方程式：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ?mol^-1
請回答下列問題：
（1）制取水煤氣的反應是：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H=

 

，
該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=

c(CO)-c(H2)

c(H2O)

．已知某溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)K=1，若在1L盛有過量碳粉的密閉容器中通入0.8mol水蒸氣、2molCO、1.2molH₂，則該溫度下反應向

 

（填“正”或“逆”）方向進行；
（2）下列措施中，能提高水煤氣產率的是

 

（填字母）
A．增加碳粉的質量             B．增大水蒸氣的濃度
C．升高溫度                   D．增大容器壓強
（3）與煤直接作燃料相比，將煤轉化為水煤氣作燃料的優(yōu)點有

 

（填序號）．
A．提高煤的燃燒效率        B．減少對環(huán)境的污染    C．可以放出更多的熱量．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素

專題：化學反應中的能量變化,化學平衡專題

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律構造出目標反應熱化學反應方程式，據(jù)此計算反應熱；計算濃度商Q，若Q＞K，反應逆向進行，若Q＜K，反應正向進行，若Q=K，處于平衡狀態(tài)；
（2）A、固體和純液體的濃度視為定值，增加碳的質量并不改變其濃度；
B、增大水蒸氣的濃度，化學平衡正向移動；
C、升高溫度，化學平衡正向移動；
D、增大容器壓強，化學平衡逆向移動；
（3）A、增大可燃物與氧氣的接觸面積，提高了煤的燃燒效率；
B、減少了煤燃燒時可能產生的二氧化硫和CO氣體；
C、根據(jù)能量守恒定律可知放出的能量不會增多．

解答： 解：（1）已知①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）；△H₁=-393.5kJ?mol^-1
②H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）；△H₂=-241.8kJ?mol^-1
③CO（g）+

1

2

O₂（g）═CO₂（g）；△H₃=-283.0kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知①-②-③得：C（s）+H₂O（g）?CO（g）+H₂（g）△H，
因此△H=△H₁-△H₂-△H₃=（-393.5kJ?mol^-1）-（-241.8kJ?mol^-1）-（-283.0kJ?mol^-1）=+131.3kJ?mol^-1；
濃度商Q=

2mol/L×1.2mol/L

0.8mol/L

=3mol/L，大于化學平衡常數(shù)K=1，反應逆向進行，
故答案為：+131.3kJ?mol^-1；逆；
（2）A、固體和純液體的濃度視為定值，增加碳的質量并不改變其濃度，因此并不影響水煤氣產率，故A錯誤；
B、增大水蒸氣的濃度，化學平衡正向移動，增大了水煤氣的產率，故B正確；

C、升高溫度，化學平衡正向移動，增大了水煤氣的產率，故C正確；
D、增大容器壓強，化學平衡逆向移動，減小了水煤氣的產率，故D錯誤；
故答案為：BC；
（3）A、增大可燃物與氧氣的接觸面積，提高了煤的燃燒效率，故A正確；
B、減少了煤燃燒時可能產生的二氧化硫和CO氣體，減少了大氣污染，故B正確；
C、根據(jù)能量守恒定律可知放出的能量不會增多，故C錯誤；
故答案為：AB．

點評：本題考查利用蓋斯定律進行反應熱的計算和影響化學反應速率的因素，（1）中計算并判定反應進行方向是難點，需要掌握：濃度商Q若Q＞K，反應逆向進行，若Q＜K，反應正向進行，若Q=K，處于平衡狀態(tài)．